示波器的工作原理与使用
实验电子示波器的原理和使用实验
实验电子示波器的原理和使用实验实验电子示波器的原理和使用实验示波器是一种综合性的电信号测试仪器，它能把眼睛看不见的电信号转换成能直接观察的波形，展现于显示屏上。
示波器实际上是一种时域测量仪器，用来观察信号随时间的变化关系，可用来测量电信号波形的形状、幅度、频率和相位等。
凡是能转化为电信号的电学量和非电学量都可以用示波器来观察。
示波器种类很多，有通用示波器、多踪示波器、数字示波器等。
用双踪示波器还可以测量两个信号之间的时间差，数字示波器甚至可以将输入的电信号存储起来以备分析和比较。
因此学习使用示波器在物理实验中具有非常重要的地位。
本实验以电子示波器为例介绍示波器的原理和使用。
【实验目的】1.了解示波器的工作原理，熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法。
2.学会用示波器观察电信号的波形。
3.通过观察利萨如图形，学会一种测量正弦波信号频率的方法，并加深对互相垂直振动合成理论的理解。
4.研究用辉度调制法测定频率的方法。
【实验原理】不论何种型号和规格的示波器都包括了如图1所示的几个基本组成部分:示波管(又YX称阴极射线管)、垂直放大电路(放大)、水平放大电路(放大)、扫描信号发生电路(锯齿波发生器)、自检标准信号发生电路(自检信号)、触发同步电路、电源等。
图1 示波器的基本结构简图1.示波管的工作原理X一、电子示波管:如图2所示，它是个喇叭状的大电子管，管内包含有电子枪、和Y轴偏转板、荧光屏等三部分。
电子枪发射电子束射到荧光屏上，使荧光屏上的荧光物质膜受激发光，显示一个光点，光点的亮度依电子流的速度和密度而变化，受电子枪控制器控制。
在电子束的通道旁装有两对相互垂直的平行板，当它们加有电压时，每对平行板之间就有相应的电场，使电子流受电场力作用而偏转，其中一对能使电子束沿水平方向偏转，称为轴偏转板;另一对平行板能使电子束沿竖直方向偏转，称为轴偏转板。
电子束XY偏转大小(荧光屏上光点移动大小)和偏转板电压大小成正比;当两对偏转板上所加的是随时间变化的电压时，电子束将同时按两种电压变化规律偏转，荧光屏上的光点相应地形成两种运动迭加的图像，这就是示波管的原理。
大学物理实验讲义实验示波器原理和使用
实验5 示波器原理和使用示波器是利用示波管内电子射线的偏转，在荧光屏上显示出电信号波形的仪器。
用它能直接观察电信号的波形，也能测定电信号的幅度、周期、频率和相位，凡能转化为电压信号的其它电学量（电流、电功率、阻抗等）和非电学量（温度、位移、速度、压力、声强、光强、磁场等），其随时间的变化都能用示波器来观测。
由于电子射线的惯性小，示波器扫描发生器的频率较高（可达几百兆赫），Y轴和X轴放大器的增益很大，输入阻抗高，所以示波器特别适合于观测瞬时变化的过程，并可测量微伏级的电压，而对被测试系统的影响很小。
因此示波器是一种应用广泛的综合性电信号测试仪器。
示波器按用途和特点可以分为：通用示波器。
它是根据波形显示基本原理而构成的示波器。
取样示波器，它是先将高频信号取样，变为波形与原始信号相似的低频信号，再应用基本原理显示波形的示波器。
与通用示波器相比，取样示波器具有频带极宽的优点。
记忆与存储示波器。
这两种示波器均有存储信号的功能，前者是采用记忆示波管，后者是采用数字存储器来存储信息。
专用示波器。
为满足特殊需要而设计的示波器，如电视示波器、高压示波器等。
智能示波器。
这种示波器内采用了微处理器，具有自动操作、数字化处理、存储及显示等功能。
它是当前发展起来的新型示波器。
也是示波器发展的方向。
本实验以SS—7802型通用示波器为例，说明示波器的原理和使用方法，并介绍GFG—8016G型数字式函数信号发生器的使用方法。
【实验目的】1．了解示波器显示图象的原理。
2．较熟练地掌握示波器的调整和使用方法。
3．掌握函数信号发生器的使用方法。
4．学习用示波器观察电信号的波形，测量电信号的电压幅度和频率。
【仪器用具】SS—7802型示波器（或DS-5000型存储示波器）、GFG—8016G型数字式函数信号发生器(或SPF05A型数字合成函数信号发生器)。
【实验原理】1.示波器的基本结构和工作原理示波器内部结构复杂，型号很多，但从功能上看，大致可分为示波管、电压放大装置（包括Y轴放大和X轴放大两部分）、扫描与整步装置和电源四个部分。
示波器的工作原理和使用方法
示波器的工作原理和使用方法
示波器是一种用于观察和测量电信号波形的专用仪器。
它可以测量电压、电流、频率和相位等信号特征，常用于电子、通信、医疗和科学等领域。
下面将介绍示波器的工作原理和使用方法。
1. 工作原理
示波器的工作原理基于两个技术原理：扫描和采样。
扫描指的是示波器屏幕上的电子枪扫描电子束的水平速度，即水平扫描速率。
采样指的是示波器对信号进行采样的速度，即垂直扫描速率。
通过这两个速率的不同，示波器可以将电信号完整地显示在屏幕上。
2. 使用方法
使用示波器时需要注意以下几点：
（1）接线。
正确地连接信号源和示波器。
一般情况下，示波器的输入电阻为1MΩ或10MΩ，应根据信号源而定。
（2）校准。
打开示波器，进行校准，调整时基、触发电平、垂直灵敏度等参数，确保信号的准确显示。
需要注意的是，示波器的校准需要经过一定的时间稳定后才能进行。
（3）触发。
选择合适的触发方式，设置触发电平，确保示波器可以捕捉到所需的信号。
（4）测量。
根据需要选择合适的测量方式，包括电压、电流、频率和相位等。
示波器还可以进行自动测量，可以方便地获取信号的各种特征参数。
（5）保存。
示波器可以将测量结果保存到内存或者USB设备上，方便之后的查阅和分析。
总之，示波器是一种十分有用的仪器，对于电子、通信和科学等领域的工作者来说，必不可少。
正确地掌握示波器的工作原理和使用方法，能够更好地帮助工作者开展工作。
示波器使用原理
示波器使用原理
示波器是一种用来显示电信号波形的仪器，它可以帮助工程师和技术人员对电路中的信号进行观测和分析。
示波器的工作原理基于电子技术和物理原理，下面我们来详细了解一下示波器的使用原理。
示波器通过探头将待测信号输入到示波器的输入端。
探头是连接示波器和被测信号源的重要设备，它能够将被测信号转换成示波器可以显示的电压信号。
接着，示波器将输入的信号转换成模拟电压信号，然后通过放大、滤波等电路处理，最终将信号送入示波器的显示屏幕。
示波器的显示屏幕是关键的部分，它通常是一个CRT（阴极射线管）屏幕。
当输入信号进入示波器后，电子束会根据信号的大小和波形在屏幕上绘制出相应的波形图像。
通过控制电子束的扫描速度和方向，可以实现在屏幕上显示不同时间尺度下的波形图像。
在示波器的显示屏上，我们可以看到不同类型的波形，比如正弦波、方波、三角波等。
通过观察这些波形，我们可以了解信号的幅值、频率、相位等重要参数，从而帮助我们分析电路的工作状态和性能。
除了显示波形，示波器还可以通过触发功能来帮助我们捕获特定条件下的信号。
触发功能可以让示波器在特定的信号条件下停止、触发和显示波形，这样我们可以更清晰地观察信号的细节和特征。
总的来说，示波器使用原理是基于电子技术和物理原理，通过探头将输入信号转换成电压信号，然后经过处理和显示在屏幕上。
通过观察显示屏上的波形图像，我们可以了解信号的各种参数，并对电路进行分析和测试。
示波器在电子领域起着至关重要的作用，是工程师和技术人员必不可少的工具之一。
简述示波器工作原理和使用方法
简述示波器工作原理和使用方法示波器是一种广泛应用于科学、工程和医学领域的仪器，它的工作原理和使用方法至关重要。
本文将对示波器的工作原理和使用方法进行简要阐述，并逐步深入探讨其各个方面，以帮助读者更全面、深入地理解示波器的功能和应用。
一、示波器的工作原理示波器的工作原理可以通过以下几个关键步骤来解释：1. 信号采集：示波器通过探头将待测信号输入到示波器的输入端。
信号可以是电压、电流或其他形式的波形信号。
探头通常带有一个细针状探头，用于接触被测电路或电子设备。
2. 信号放大：示波器将输入信号放大到合适的幅度范围，以便能够在示波器的显示屏上清晰地观察到信号。
3. 时基控制：示波器通过时基控制电路生成一个参考时钟，并使用这个时钟来控制图像在示波器屏幕上的扫描速度。
时基控制可以根据需要进行调整，以便观察到不同时间尺度下的信号变化。
4. 图像显示：示波器使用电子束在示波器的显示屏上绘制图像。
电子束的位置由信号的电压值和时基控制决定。
例如，较高的电压值将使电子束在屏幕上绘制较高位置的图像，而较低的电压值将使电子束绘制较低位置的图像。
二、示波器的使用方法使用示波器需要一些基本步骤和技巧，下面将对其进行简要的阐述：1. 连接电路：将示波器的探头与待测电路连接。
确保连接正确，以避免信号损失或干扰。
在连接时，应注意探头的匹配和校准。
2. 设置幅值和时间基准：根据待测信号的幅值范围和变化速度，设置示波器的幅值和时间基准。
这样可以使信号在示波器屏幕上完整显示，并以合适的速度进行扫描。
3. 观察信号：根据需要选择观察信号的时间范围和垂直放大倍数。
示波器的控制面板提供了一些选项和按钮，可以方便地调整这些参数。
4. 测量和分析：示波器通常提供一些测量和分析功能，例如峰值测量、频率测量和波形存储等。
根据需要使用这些功能来获取更多的信号信息和数据。
三、结论和观点在本文中，我们简要介绍了示波器的工作原理和使用方法。
示波器是一种非常重要的仪器，广泛应用于各个领域。
示波器的工作原理和使用方法
示波器的工作原理和使用方法示波器是一种测量电信号的仪器，它可以将电信号转换为图形，从而方便我们观察和分析。
本文将介绍示波器的工作原理和使用方法。
一、示波器的工作原理示波器的工作原理基于示波管和电子束的原理。
示波管是一种真空管，它由一个阳极、一个阴极和一个聚焦极组成。
当阴极发射电子时，电子会被阳极吸引，并在聚焦极的作用下聚集成电子束。
电子束穿过一个偏转板，偏转板会根据输入信号的大小和方向控制电子束的偏转。
电子束在荧光屏上形成一个图形，这个图形就是我们看到的波形。
示波器有两种偏转方式：正弦偏转和直线偏转。
正弦偏转是指通过一个正弦信号控制偏转板的偏转，直线偏转是指通过一个线性电压控制偏转板的偏转。
正弦偏转可以得到正弦波形，直线偏转可以得到任意波形。
示波器还有两种触发方式：自动触发和外部触发。
自动触发是指示波器自动检测信号并触发，外部触发是指示波器根据外部信号触发。
触发是指控制示波器开始采集信号的时刻。
二、示波器的使用方法1. 连接电路首先需要将示波器连接到待测电路。
示波器有两个输入通道，可以同时测量两个信号。
将待测电路的信号分别连接到示波器的输入通道上即可。
2. 调节示波器接下来需要调节示波器，使其适应待测信号。
示波器有多个控制按钮和旋钮，需要根据需要进行调节。
首先需要选择偏转方式。
如果待测信号是正弦波形，可以选择正弦偏转；如果待测信号是任意波形，可以选择直线偏转。
选择偏转方式后，需要调节偏转灵敏度和时间基准，使得示波器可以正确显示待测信号的波形和频率。
接下来需要选择触发方式。
如果待测信号是周期性的，可以选择自动触发；如果待测信号是不规则的，可以选择外部触发。
选择触发方式后，需要调节触发电平和触发延迟，使得示波器可以正确触发待测信号。
最后需要调节荧光屏的亮度和对比度，使得示波器的显示效果最佳。
3. 测量信号调节好示波器后，即可开始测量信号。
示波器会将待测信号转换为波形显示在荧光屏上。
可以通过示波器的控制按钮和旋钮对波形进行放大、平移、截取等操作，以便更好地观察和分析信号。
示波器的原理与使用-实验报告(00001)
示波器的原理与使用-实验报告LT号进行适当的缩放，使其幅度适合于观测。
扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压(如左上图所示)，使电子束在其作用下匀速地在荧光屏周期性地自左向右运动，这一过程称为扫描。
扫描开始的时间由触发系统控制。
1.示波器的显示波形的原理如果只在竖直偏转板加上交变电压而X偏转板上五点也是，电子束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线，如左图所示：如果在Y偏转板和X偏转板上同时分别加载正弦电压和锯齿波电压，电子受水平竖直两个方向的合理作用下，进行正弦震荡和水平扫描的合成运动，在两电压周期相等时，荧光屏上能够显示出完整周期的正弦电压波形，显像原理如右图所示：2.扫描同步为了完整地显示外界输入信号的周期波形，需要调节扫描周期使其与外界信号周期相同或成合适的关系。
当某些因素改变致使周期发生变化时，使用扫描同步功能， 能够使扫描起点自动跟踪外界信号变化， 从而稳定地显示波形。
步骤与操作方法：1. 示波器测量信号的电压和频率对于一个稳定显示的正弦电压波形， 电压和频率可以由以下方法读出ha U p p ⨯=-，1)(-⨯=l b f其中a 为垂直偏转因数（电压偏转因数）（从示波器面板的衰减器开关上可以直接读出）单位为V/div 或mV/div ； h 为输入信号的峰-峰高度， 单位div ； b 为扫描时间系数， 从主扫描时间系数选择开关上可以直接读出， 单位s/div 、ms/div 或μs/div ； l 为输入信号的单个周期宽度， 单位div 。
（1） 打开电源开关并切换到DC 档， 拨动垂直工作方式开关，选择未知信号所在的通道。
（2） 通过调节“扫描时间系数选择开关”和“垂直偏转系数开关”， 以及它们对应的微调开关， 使未知信号图形的高度和波形个数便与测量。
同时在开关上读出计算所需的a 、b 值。
（3）调节“垂直位移”与“水平位移”旋钮，利用荧光屏上的刻度读取l、h值，并记录。
2.用示波器直接观察半波和全波整流波形（1）将实验室提供的未知信号分别接到整流电路的AB端，CD端送入示波器的CH1或CH2端。
示波器使用的实验原理
示波器使用的实验原理示波器是一个电子仪器，常用于电路调试、信号采集、信号处理以及波形显示等方面。
其操作简单易用，能够直观地观察到各种波形变化，广泛应用于电子、通信、无线电、医疗等领域。
本文将详细介绍示波器的使用实验原理。
一、示波器概述示波器是一种电子显示设备，它能够将电路中的任何信号转换为可视化的波形。
它由四个部分组成：垂直放大器、水平放大器、扫描发生器和显示器。
二、基本参数1. 带宽（Bandwidth）：示波器的带宽是指示波器输入端能识别出的最高频率。
例如，一个100 MHz的带宽表示，该示波器可以显示100 MHz以下的任何频率信号。
2. 垂直灵敏度（Vertical Sensitivity）：表示单位电压对应屏幕上的移动距离。
3. 扫描速度（Sweep Speed）：扫描速度是指每个水平标尺所表现的时间。
通常，扫描速度是秒/个或者微秒/个。
4. 触发电平（Trigger Level）：触发电平是指触发电路中的电平值，当信号电平达到或超过此值，扫描回路开始运行，从而形成稳定的波形。
三、使用示波器的实验原理1. 确定测量电路的工作状态首先，我们需要确定测量电路的工作状态，以确保正确设置示波器的各项参数。
确定工作状态需要对测量电路的信号波形有足够的了解。
2. 设置垂直放大器参数根据测量电路信号幅值范围，设置垂直放大器的灵敏度。
一般选择合适的灵敏度，使信号波形占据显示器的大部分范围。
3. 设置水平放大器参数设置水平放大器的扫描速度，以便观察到足够的波形细节。
在测量电路中选择一个适当的扫描速度，使波形在显示器上稳定地显示。
4. 设置触发电平设置触发电平值，以便捕获所需的波形。
触发电平通常设置为波形的上升或下降沿上的电平峰值或%峰值。
5. 进行测量设置好示波器的所有参数后，通过测量进一步检查测量电路的性能。
通过示波器可以进行功率、电阻、电容和电感等各种参数测量。
四、注意事项在使用示波器时，需要注意以下几点：1. 不要超出示波器的带宽范围。
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河南科技大学实验教学教案
课程名称大学物理实验A 指导教师李海生
河南科技大学实验教学教案首页
预习及实验课前提问：
1．示波器中第一阳极和第二阳极的作用分别是什么？
解答：第二阳极电位比第一阳极高，当第一阳极与第二阳极间电位差调节合适时，电子枪内的电场对电子射线有聚焦作用，使屏上光斑成为明亮、清晰的小圆点，面板上的“聚焦”旋钮是用来调节第一阳极电位的，所以，第一阳极又称为聚焦阳极。
第二阳极称为加速阳极。
有些示波器还有“辅助聚焦”旋钮，是用来调节第二阳极电位的。
2．锯齿波如何形成？
解答：如果只在竖直偏转板上加一交变的正弦电压，则电子束的亮点将随电压的变化在竖直方向来回运动，如果电压频率较高，则看到的将是一条竖直亮线。
要显示出波形，必须同时在水平偏转板上加一个扫描电压，使电子束的亮点同时沿着水平方向拉开。
这种扫描电压的特点是电压随时间成线性关系增加到最大值，然后突然回到最小，此后再重复地变化。
扫描电压随时间变化的关系曲线形同“锯齿”，故称“锯齿波”。
3．扫描图形在荧光屏上显示向左或向右移动的波形，为什么？如何使其稳定？
解答：要在示波器荧屏上获得稳定的波形，被测信号的频率Y f 必须为扫描电压（锯齿波）频率X f 的整数（N ）倍，即有 X Y Nf f ，如果被测信号与锯齿波两者频率不满足上述整倍数的关系，每次扫描显示的图形就不能重合，结果荧光屏上呈现向左或向右移动的波形，这样就难以对信号进行观察和测量。
必须设法调节使两者频率自动保持整数比。
实验原理：
示波器的结构主要由示波管、垂直放大器、水平放大器、扫描发生器、触发同步电路等组成。
示波管是示波器的心脏部分，它是由电子枪、偏转系统、荧光屏构成。
从电子枪发射出的电子束，经过加速电极和聚焦电极打到荧光屏上，形成一亮点。
在偏转板上加适当电压，电子束的运动方向将发生偏转。
当在y 板上加一交变信号时，在屏上将看到一条竖直亮线。
若要观察交变信号的波形，需在x 板上加一锯齿波(扫描)电压，此电压由示波器内部提供。
由于采用触发扫描方式，使得每一次扫描的起点位置都相同，因而得到的波形是稳定的。
若在x 板和y 板上分别加上正弦信号，当他们的频率比为整数比时，屏上显示的稳定波形称为李萨如图形。
频率比不同，李萨如图形的形状也不同。
该图形在水平方向的切点数x n 和图形在垂直方向的切点数y n 与频率之间存在下列规律：
y
x
x
y n n f f =
即 x y x y f n n f =
其中x f 可由信号发生器读出，y x n n ,可在李萨如图形中数出。
实验内容：
1.用示波器观测波形。
(1) 对照实验原理中的仪器介绍部分熟悉示波器和信号发生器各旋钮和按键的功能。
(2) 调节信号发生器输出一个电信号，输出频率最好≥500 Hz ，观察信号发生器输出的正弦波、方波、三角波波形。
2.将微调旋钮(27)逆时针旋足即置于校准位置，根据扫描速度旋钮（26）的指示值测上述三角波的频率测f ，并与信号发生器读出的实际频率室f 相比较求相对误差。
3.测量小变压输出信号的峰峰值。
4.用李萨如图形测市电频率。
(1) 将信号发生器电压输出端接入示波器的CH 1(X)，将待测信号(由50HZ 输出端提供)接入CH 2(Y)。
(2) 调节示波器，使之处于“X -Y”工作方式。
(3) 选择信号发生器的合适量程，改变输出频率x f ，使之产生符合下表要求的李萨如图形，由此计算市电频率。
注意事项：
1．认真阅读附录中有关仪器的介绍，掌握所使用的示波器、信号发生器面板上各旋钮的作用后再操作。
2．为了保护荧光屏不被灼伤，使用示波器时，光点亮度不能太强，而且也不能让光点长时间停在荧光屏的一个位置上。
在实验过程中，如果短时间不使用示波器，可将“辉度”旋钮调到最小，不要经常通断示波器的电源，以免缩短示波管的使用寿命。
3．示波器上所有开关与旋钮都有一定强度与调节角度，使用时应轻轻地缓缓旋转，不能用力过猛，旋转不动即不要再旋。
4．实验结束时,关闭示波器及信号源电源。
数据记录与处理：
1． 测三角波频率：
把扫描微调旋钮锁定，扫描旋钮置0.2ms 位置，测得三角波一个周期的长度为：5.0格 。
f=1.001kHz
信号发生器的频率为：
实
该三角波的周期为：T=0.2ms×5.0=0.10ms
f=1/T=1/.010=1.000kHz
其频率为：
测
相对误差为：E=0.1%
2. 测量小变压器输出的正弦波的电压峰值：
将Y轴衰减微调旋钮锁定，衰减旋钮置5V/div位置，测得正弦波峰峰之间的长度为3 .6格。
该正弦波的峰峰值为：U =5×3.6=18.0V
其峰值为：U =18.0/2=9.0V
其有效值为：U =6.36V
3.利用李萨如图形测市电频率：
f，使之产生符合下表切点比置示波器为X-Y工作方式，改变信号发生器的输出频率
x
要求的李萨如图形，由此计算出市电频率：
思考题：
1．如果打开示波器的电源开关后，在屏幕上既看不到光点又看不到扫描线，可能有哪些原因？应分别怎样调整？
答：光点亮度太暗，调节亮度旋钮。
有信号加在示波器的信号输入端且信号幅度较大超出了当前Y轴的量程使得光点超出了屏幕的范围，将电压档旋钮顺时针换个较高的电压档
或者将信号源移除。
水平或者垂直位置旋钮调整过度使得光点超出屏幕范围，调整水平和垂直方向的旋钮到中间位置附近。
2．如果y 轴信号的频率y f 比x 轴信号的频率x f 大得多，示波器上看到什么情形？相反，若y f 比x f 小很多，又会看到什么情形？
答：y 轴信号频率高会导致显示近似柱状，而x 轴频率高则会在任一时刻看不到一个完整周期，高的离谱就近似一条直线了。
3．若被测信号幅度太大（在不引起仪器损坏的前提下），则屏上看到什么情形？ 答：一条条的竖线，因为幅度太大了屏幕显示不下。
调节 V/div 旋钮一般可以使品目上显示出完整波形，还可以调节示波器探头上的衰减开关。